中國儲能網(wǎng)訊：逆變器被譽為光伏電站的大腦，與光伏電站發(fā)電量指標(biāo)息息相關(guān)。作為國內(nèi)光伏逆變器一哥，陽光電源十八年來始終專注于做逆變器。
8月24-25日，第十屆亞洲太陽能光伏創(chuàng)新與合作論壇在上海國際會議中心舉行，大會將“光伏行業(yè)十佳創(chuàng)新企業(yè)”獎頒給了陽光電源股份有限公司（以下簡稱“陽光電源”）。
最近一段時間，陽光電源副總裁鄭桂標(biāo)總是會向同行談起一個公式，那就是逆變器的效率到底應(yīng)該如何計算？在他看來，對于逆變器的效率，應(yīng)該按照全生命周期來評價。通過多年的行業(yè)積累，鄭桂標(biāo)提出，逆變器的真實使用效率=轉(zhuǎn)換效率*動態(tài)MPPT效率*可用率*真實壽命率。
這個公式到底作何解釋？陽光電源如何看待前不久西北某大型地面電站的脫網(wǎng)事故？陽光電源為什么也要做組串式逆變器？對于能源互聯(lián)網(wǎng)有何看法？8月20日，在寧夏光伏電站發(fā)展高峰論壇期間，鄭桂標(biāo)接受了筆者專訪，以下是采訪實錄——
脫網(wǎng)——取決于控制力和復(fù)雜程度
“上次那個項目震蕩，問題最后是暫時解決了，但是以犧牲全年2%的發(fā)電量為代價的。”
陽光電源集中型逆變器在阿爾及利亞中技賈內(nèi)特3MW光伏并網(wǎng)項目應(yīng)用
筆者：前不久我們看到報道說，西北的一個大型地面電站的組串式逆變器脫網(wǎng)，對這個事情您怎么看？
鄭桂標(biāo)：脫網(wǎng)這件事確實發(fā)生了，我們也做了大量的研究，組串式脫網(wǎng)的概率會很大，原因就是它的系統(tǒng)相對比較復(fù)雜。當(dāng)然這里面是有一些技術(shù)方面的原理的，概率大了之后在某一些條件下就會發(fā)生。我們經(jīng)常講一個概念，就是諧振，諧振本身可能會造成脫網(wǎng)，故障也有可能導(dǎo)致脫網(wǎng)，大面積脫網(wǎng)有可能就會造成諧振脫網(wǎng)。上次那個項目的震蕩，問題最后是暫時解決了，但據(jù)可靠消息，是以犧牲全年2%的發(fā)電量為代價的。
筆者：如果出現(xiàn)大面積的脫網(wǎng)，脫網(wǎng)的原因在哪幾個方面？
鄭桂標(biāo)：脫網(wǎng)的原因，曾經(jīng)有篇文章分析過。并聯(lián)運行的逆變器數(shù)量太多的時候，整個電站的設(shè)計參數(shù)和電網(wǎng)的參數(shù)有一個臨界的點，讓它震蕩。越是復(fù)雜的系統(tǒng)震蕩的概率會越大，每一臺設(shè)備的參數(shù)在運行過程中有個控制，一個是控制能力，一個是系統(tǒng)復(fù)雜程度。如果控制能力特別強，能hold得住，就不用怕；如果控制能力又不強，又很復(fù)雜，脫網(wǎng)概率就高了。從整個電站來說，即使今天不震蕩，控制能力差、系統(tǒng)又復(fù)雜，在某一些工況下，電壓升到一定程度、或者機器里的某一些參數(shù)變化了，積累到一定程度達(dá)到震蕩的點，就震蕩了。
所以，震蕩也好、脫網(wǎng)也罷，取決于兩個因素：一個是控制能力，一個是系統(tǒng)的復(fù)雜程度。
復(fù)雜是因為系統(tǒng)設(shè)計有問題，控制是產(chǎn)品本身的軟件和硬件的能力以及電網(wǎng)與環(huán)境的適應(yīng)性。適應(yīng)性差容易震蕩，比如早期的產(chǎn)品，動不動一個小系統(tǒng)就震蕩了，都出現(xiàn)過類似的問題。
筆者：我們也看到陽光電源也在做組串式逆變器，這個是出于市場競爭考慮還是？
鄭桂標(biāo)：首先全行業(yè)都認(rèn)為我們是集中式先做出來再去做組串式，這是誤解。實際上我們最早做出來的產(chǎn)品就是組串式。陽光電源的產(chǎn)品是從1.5kW開始做起來的，然后到2.5kW、3kW，我們經(jīng)歷了一個從組串式到大功率，再到齊頭并進(jìn)的過程。當(dāng)前陽光電源堅持全產(chǎn)品型譜的策略，針對不同的電站場景因地制宜選擇相適應(yīng)的逆變器類型。
筆者：如果從發(fā)展趨勢來看，似乎從組串式到集中式是一個趨勢，那我們現(xiàn)在為什么要倒回去呢？
鄭桂標(biāo)：技術(shù)的發(fā)展是從小到大，大到一定程度之后，小功率和大功率的產(chǎn)品技術(shù)也在進(jìn)步，同步發(fā)展。如果我畫一個時間軸，小功率的出現(xiàn)是在其中的某一個點，大功率可能在后面出現(xiàn)了，但這個時候技術(shù)一直是在進(jìn)步的?？赡軓慕?jīng)濟安全可靠的角度考慮大電站要用大功率的，市場需求驅(qū)動產(chǎn)品開發(fā)，必須去做大功率?，F(xiàn)在有一個西班牙的公司想要在中國做4兆瓦單機，我們剛剛在酒泉簽了一個單子，提供2.5兆瓦的單機，一次定了60兆瓦的逆變器。但同時小功率也是齊頭并進(jìn)，因地制宜嘛，假如你的屋頂是300千瓦，難道你要用500千瓦的逆變器嗎？所以說不存在是倒回去做300千瓦的，而是因為這個需求依然存在。500千瓦的需求也誕生了，我就滿足500千瓦的產(chǎn)品需求，300千瓦的需求依然會存在，因此300千瓦還會做。所以不是做了大功率回來做小功率的，也不是因為有了小功率的競爭才去做小功率的，而是因為這個需求是一直存在的。所以我們的技術(shù)進(jìn)步可以同時用在不同類型的逆變器產(chǎn)品，可能原來92%的逆變效率，現(xiàn)在可以做到98%-99%了，此產(chǎn)品非彼產(chǎn)品，不可同日而語了。
逆變器的中國效率公式
“逆變器的真實使用效率=逆變轉(zhuǎn)換效率*逆變器動態(tài)MPPT效率×可用率×真實壽命率?！?
陽光電源集中型逆變器在同心光伏電站應(yīng)用
筆者：您最近都在推廣一個公式，就是逆變器的真實效率公式，這個公式作何解釋？
鄭桂標(biāo)：我們認(rèn)為，逆變器的真實使用效率=逆變轉(zhuǎn)換效率*逆變器動態(tài)MPPT效率×可用率×真實壽命率。（真實壽命率=實際使用壽命/購買時預(yù)期壽命）
首先，我們要評價一個產(chǎn)品，應(yīng)該是全方位的評價。如果單單只評價轉(zhuǎn)換效率，這個數(shù)據(jù)當(dāng)前是容易做成的，實驗室里毫不費力都能做到99%以上，但是要把它變成可靠的產(chǎn)品保證長期發(fā)電運行，只有轉(zhuǎn)換效率是不完整的。
MPPT效率就是一個系統(tǒng)里面的最大功率點跟蹤效率，但是這個點客戶和現(xiàn)場人員不容易測出來，比如一個電站能發(fā)到450千瓦，這個時候你只取350，那么進(jìn)行轉(zhuǎn)換的時候，該是多少效率就是多少效率，與MPPT本身沒關(guān)系，我自己并不知道損失了100千瓦。MPPT效率分為靜態(tài)和動態(tài)兩種，靜態(tài)MPPT效率因為約束條件基本固定，這個最大功率點比較容易找到；但是一個電站因為光照條件、電壓、溫度一直處于動態(tài)變化狀態(tài)，動態(tài)最大功率點則不容易找。當(dāng)然會出現(xiàn)各種各樣的算法，不同的廠家算法是不一樣的。
逆變器在電站系統(tǒng)正常運行情況下，可用率表示的是可以達(dá)到預(yù)期正常運行的時間。運行的時候效率很高，但是不運行就沒辦法。當(dāng)然不運行有很多原因，比如對電網(wǎng)的適應(yīng)性差，電網(wǎng)稍微一干擾就停機了；或者中間過熱了被迫停下來了。如果經(jīng)常不運行，老出毛病要維修，服務(wù)跟不上，可用率就下來了?？捎寐什粌H指的是逆變器產(chǎn)品本身，還有服務(wù)系統(tǒng)，比如服務(wù)反應(yīng)慢，優(yōu)秀企業(yè)半天甚至夜晚就可以處理掉的問題，你卻要用一周時間恢復(fù)，也導(dǎo)致可用率變低。假設(shè)一個電站有20臺逆變器，如果有一臺7天沒有運行，那就是7÷（20×30），整個電站運行的百分比就降下來了。
再就是產(chǎn)品的真實壽命，大部分的產(chǎn)品都是說25年，但是如何證明呢？就好比一個人如何證明自己能活80歲一樣。
筆者：企業(yè)如何證明自己的產(chǎn)品壽命能使用25年呢？
鄭桂標(biāo)：產(chǎn)品的真實壽命有很多參數(shù)能影響它，確實很難證明，但也有一定的規(guī)律。比如高溫升就是產(chǎn)品壽命殺手。舉個極端的例子，比如手機，把它放到微波爐里面一加熱就壞了，放到超低溫環(huán)境也可能很快凍壞了。
但即使在40°-50°左右的環(huán)境下使用，這個產(chǎn)品老化的進(jìn)程依然存在。電子產(chǎn)品有個規(guī)律，在預(yù)期設(shè)計溫升范圍之外，由于器件加速老化，溫度每升高10°，壽命會降低一半。比如原來在40°下設(shè)計的運行壽命是20年，如果在50°狀態(tài)下運行，就只能運行10年了；如果再到60°運行，就只剩下5年了。
有的產(chǎn)品高溫升，是設(shè)計方案本身就有先天缺陷帶來的。比如外殼散熱效率，風(fēng)扇的排風(fēng)強度、風(fēng)道設(shè)計的合理性，以及內(nèi)部元器件本身的耐溫性能。
實際上，單獨從我們研究市場上的產(chǎn)品溫升來推測，有些公司的產(chǎn)品可能只有5年的預(yù)期壽命。過去幾年的產(chǎn)品的使用情況也驗證了這一點。壽命降低，花的是同樣的價錢，但價值卻大打折扣了。所以說一個產(chǎn)品的真實效率，需要由上述幾個條件來構(gòu)成，缺一不可。
筆者：那么這個平衡點在哪里？
鄭桂標(biāo)：這個平衡不容易把握，與產(chǎn)品的可靠性有關(guān)系，與服務(wù)體系也有關(guān)系，而服務(wù)體系的成本與總供貨規(guī)模有關(guān)系。假設(shè)西部一個20萬/年的區(qū)域服務(wù)體系，如果區(qū)域產(chǎn)品的保有量很大，分?jǐn)偟矫颗_設(shè)備的成本就低了。那么服務(wù)體系可以做得很完善，平均故障恢復(fù)的時間也控制在最短，這是影響可用率的。
如果可以接受略高的采購價格，產(chǎn)品質(zhì)量相對更好，增加驗證的成本，降低溫升、減少故障率，產(chǎn)品壽命就會有保障。最后的幾分錢投資的回報率就會很高，但往往由于采購機制的制約，很難最優(yōu)采購。
對于產(chǎn)品的真實壽命，一般的采購者還沒有很好的辦法測量，因為有的東西你永遠(yuǎn)不知道，就像一個人沒有辦法預(yù)測自己活多少歲。但是有一個辦法可以預(yù)估：首先，具備你這個基因的人都活過了100歲，那么活過100歲的大概率是怎樣的就有一個預(yù)計；如果某個家族的成員都短壽，從古到今家族里面還沒有過60歲的，這個概率就會打折扣了。
反映到市場上去，如果一家公司過去做的產(chǎn)品，注重質(zhì)量，被大多數(shù)客戶所認(rèn)可，就可以大致預(yù)計這個公司現(xiàn)在這個產(chǎn)品應(yīng)該問題不大，因為它有設(shè)計、制造的基因在里面，實際上就是專業(yè)的品牌價值。
集散式到底好不好？
“現(xiàn)在這個假設(shè)不成立了，成本上去了，它繼承了在大型地面電站上使用很多組串式產(chǎn)品的缺點?！?
陽光電源集中型逆變器在信義玻璃蕪湖三山100MW光伏并網(wǎng)電站應(yīng)用
筆者：現(xiàn)在大型的地面電站，除了組串式和集中式，現(xiàn)在又出來一個集散式的，這是什么？
鄭桂標(biāo)：所謂集散式，就是把原來的逆變器里面的集中式分成兩塊，前面的部分是DC-DC，直流變直流；后面這一塊就是逆變部分。把前面的直流變直流部分拿出來，分成很多的直流變直流，然后并到一起。
集散式產(chǎn)品是基于一個假設(shè)，那就是“類似于組串式逆變器，MPPT多了之后，發(fā)電量一定會更多”。而大型地面電站證明使用集中式逆變器，更好控制、震蕩概率低、對電網(wǎng)友好，且成本會很低。所以有人就弄出一個集散式方案，號稱是可以集組串式和集中式的優(yōu)點于一身。
但問題是，這個假設(shè)本身就是有問題的。因為組串式逆變器和集中式逆變器在大型地面電站上的發(fā)電量是基本相等的，現(xiàn)在已經(jīng)被證明變成事實了。即使原來宣傳組串式逆變器可以多發(fā)電的公司，現(xiàn)在也是轉(zhuǎn)移到宣傳智能運維方案可以帶來更多發(fā)電量（姑且不說這個是不是真的，或者能多發(fā)多少）。反而是把組串式產(chǎn)品的缺點繼承了，比如直流變直流部分并聯(lián)有環(huán)流、中間直流母線電壓容易震蕩、前后級存在“高速公路追尾”風(fēng)險、故障率高維修困難等缺點也繼承了，可靠性是會變差的。
總而言之，原來這些東西分散了之后，基于發(fā)電量高，價格高一點是沒有問題的。但現(xiàn)在這個假設(shè)不成立了，成本上去了，它繼承了在大型地面電站上使用很多組串式產(chǎn)品的缺點。
筆者：所以集散式根本就行不通？
鄭桂標(biāo)：很難。分散了之后可靠性變差了。不僅繼承了缺點，還有更多自身的缺點，還有許多的問題需要驗證。
關(guān)于這個產(chǎn)品的可靠性，美國賽康的破產(chǎn)就是一個例證。這個公司多年前就做過這個方案，第一年還行，后面就大面積出質(zhì)量問題。涉及到維護(hù)、賠償，很多設(shè)備變成庫存，接著就是資金鏈問題、經(jīng)營問題，公司陷入絕境，去年3月底正式宣布破產(chǎn)。所以集散式方案是有人實踐過的，不是新方案，我們多年前也剖析過它的好處和壞處。
筆者：年初的時候電源老代說的那些關(guān)于風(fēng)扇、熔絲的問題，都是真實的嗎？
鄭桂標(biāo)：老代說的那些全都是真的。關(guān)于風(fēng)扇和熔絲的問題——舉個例子，如果今天屋里沒有空調(diào)，外面溫度40-50度，房間里肯定呆不住了。我們把每個器官都比作元器件，元器件會老化，從而影響到真實壽命?，F(xiàn)在可能都能用，過了幾年就不好說了。
沒有熔絲，會在某一些點上，出現(xiàn)問題的概率會很大。沒有熔絲不存在熔絲斷開的問題，沒有風(fēng)扇也不會存在風(fēng)扇會壞掉的問題，但是熔絲斷開不等于逆變故障，風(fēng)扇壞并不能等同于逆變器壽命終止，這是不同的概念。更何況，風(fēng)扇的質(zhì)量現(xiàn)在也越來越可靠了。
正常情況下，風(fēng)扇本身就是幫助散熱的，散熱之后逆變器壽命才長，如果風(fēng)扇壞了換個風(fēng)扇逆變器的壽命還是可以保證的，但是你不能說風(fēng)扇壞了逆變器壽命就終止了。如果誰說沒有風(fēng)扇，所以逆變器可以保證長壽命，這不是一個可以劃等號的邏輯。從常識上來講，即使對于身邊的電腦噪音很煩，但一臺小小的筆記本電腦都有內(nèi)置的風(fēng)扇，不僅如此，夏天還要在底下放一個專門的散熱托防止過熱死機。一臺筆記本也就20瓦左右，而一臺逆變器40KW，98%效率的時候，滿載時800瓦被耗在里面了。但從現(xiàn)實來看，大部分的消費還是非理性的，好多人不是不懂得這個道理，但有時不愿意去捅破這層窗戶紙。
所有的想象都要靠技術(shù)實現(xiàn)
“所有的想象都要靠技術(shù)進(jìn)步去實現(xiàn)，沒定型不要緊，大家都在探索?！?
信義玻璃蕪湖三山100MW光伏并網(wǎng)電站
筆者：現(xiàn)在西部的大型地面電站限電的情況還嚴(yán)重嗎？
鄭桂標(biāo)：比較嚴(yán)重。西北五省，尤其是甘肅那邊限電太嚴(yán)重了，甘肅限掉的電比寧夏的發(fā)電量都還要多。限電原因眾所周知，一是外送通道建設(shè)不同步，二是消納能力。前幾年批的項目數(shù)量與電網(wǎng)建設(shè)不同步，這方面你能看到很多統(tǒng)計數(shù)據(jù)。
從整個國家來看，大家都在愁。經(jīng)濟下行，能源的利用量少了，也是原因之一。但是這是中國結(jié)構(gòu)調(diào)整的好機會，多用可再生能源，優(yōu)化掉一部分火電也是一條途徑。
筆者：決策層可能考慮的很多，比如說養(yǎng)活那么多人口。
鄭桂標(biāo)：其實用不著想得這么可怕，民營企業(yè)承擔(dān)著中國80%的就業(yè)。
筆者：關(guān)于能源互聯(lián)網(wǎng)您又有什么新的體會了？
鄭桂標(biāo)：能源互聯(lián)網(wǎng)談的特別多，大家說的都是有道理的，對我來講很重要的是，最后互聯(lián)什么東西？發(fā)電、輸電、配電、用電，在這個產(chǎn)業(yè)鏈上掛了很多的企業(yè)，最后能源互聯(lián)網(wǎng)要達(dá)到的目的是，很多原來需要大量人力物力的事情可能鼠標(biāo)一點就解決了。這里面是需要智能化的技術(shù)做支撐的，比如發(fā)電還是存儲，需要系統(tǒng)有一個自適應(yīng)的能力，不僅不需要增加人手，還可以把原來的人解放了。對設(shè)備來講，能夠最大限度地滿足各方的利益需求，對于各種調(diào)度指令進(jìn)行響應(yīng)并自己做出優(yōu)化調(diào)整和調(diào)配。比如我發(fā)送一個發(fā)電的指令，那么相關(guān)的設(shè)備就啟動了，剩下的很多動作就自動完成，整個就變成了一個智能行為。所有的想象都要靠技術(shù)進(jìn)步去實現(xiàn)，沒定型不要緊，大家都在探索。
